先提出一个电源指标需求:低噪声、大电流(>=500mA)、高效率,这是一种很常见的设计需求,例如手机中高像素CAM的DVDD电源设计要求就是如此,DCDC电源和传统的LDO(PMOS构成)貌似都无法满足这个需求。
因此,当Iout非常大的时候,必须降低Vin和Vout间的压差,来减小电源的损耗和发热。
在手机、AR等便携式消费电子产品中,LDO的封装通常都是非常小的。传统的PMOS管LDO的过流能力通常在300mA以下,且LDO的drop电压通常也在百mV级别,无论是带载能力、效率、热耗,都无法满足我们文章开头提出的技术指标。
我们再详细研究一下NMOS管LDO的内部框图,其主要也是由MOS管、分压电阻、参考电压电路、误差放大器构成的一个负反馈回路。仔细观察会发现其比PMOS LDO多一个BIAS pin,这是因为NMOS管的导通需要Vgs电压大于0,因此BIAS的电压就需要比Vout电压高,规格书中都会有明确标注。
最后总结一下:超低压差LDO(NMOS管构成)相比传统LDO(PMOS管构成),其输出电流更大,drop电压更小,效率更高(得益于NMOS管的特性),通常用在对噪声、带载能力都有严格要求的场合。但两者的内部环路模块基本一致,分析方法也相同。